一根夸克大小的細絲,快速切割人體,會致人於死地嗎?

2020-12-16 星辰大海路上的種花家

關於人體被恐怖切割的電影有不少,最近的有日本比較變態的電影《真實魔鬼遊戲》,滿屏都是攔腰切斷的人體,觸目驚心!比較遠的,但更經典的則是史蒂夫·貝克執導的《幽靈船》,為了黃金而用一條高速切割的鋼絲謀殺絕大部分正在歌舞昇平的船員!

畫面非常驚悚,特效製作絕對到位,膽大的不妨可以欣賞一下,儘管是部老片,但效果完全不輸當下大片!不過吃瓜群眾可能很好奇,為什麼一條鋼絲能將人體切成兩段?

鋼絲為什麼也能切割人體

我們知道刀能切菜,也能砍肉剔骨,因為它的夠鋒利,在豬肉上輕輕拉一下,因為那一點點力被菲薄的刀鋒施加給肉麵的壓強很大,超過肉表面的結構強度就被分離了!但我們也知道,刀鈍了後切肉就明顯費力很多,但也能切開!

同理,鋼絲繩就是一把非常鈍的刀,但《幽靈船》中那個「某人」扳動開關快速收緊鋼絲繩的時候,其力取決於收緊鋼絲繩的滑輪和電機功率組合,速度則受電機轉速控制,所以當鋼絲繩的速度足夠快時,高強度的鋼絲繩切斷人體並不是什麼難事,但理論上同時切割那麼多人還是有點難度!

而摩託車手被電線割頭的情況則發生很多次了,最有名的一次是1998年9月17日,105國道線廣州太和鎮到從化段路上垂著一條電線,一輛高速路過的摩託車手與搭乘者被雙雙割頭,頭部滾落幾十米遠!2004年3月16日,杭州一三輪車主在三墩路上被一根低垂的電線割去腦袋!

配圖與描述無關

切割人體傷害人體的原理

刀能傷人上文都已經說明了,因為刀鋒非常薄!刀鋒的鋒利程度和刀的材質與刀鋒角度以及磨削細緻程度有關。

刀鋒的角度和典型的刀鋒厚度

極其鋒利的刀鋒大概只有30幾個納米,大約相當於120個原子的寬度,切割下去,肌肉組織的大量細胞相互結合的分子鍵被這片120個原子厚度的刀鋒所分離,有機組織結構分離,失去了原有的機能,當然如果傷害不大的話,包紮一下,以人體自我癒合的能力,只要沒受到感染,那麼癒合後僅僅會影響美觀,而不會影響組織的功能。

如果創面過大,或者切到了大動脈,那估計就兇多吉少了,可能會大動脈失血過多或者創面過大失血過多死亡,或者關鍵器官比如心臟大腦等的過程又有些區別,但結果都差不多,不是傷重不治就是當場身亡!

夸克級別的細絲快速切過,能傷害人體嗎?

《三體》的古箏行動中,納米「飛刃」將「審判日」切成了千層餅,這個情節大家可能記憶猶新!因此大史被羅輯形容成了魔鬼!那麼這條納米飛刃細到只有夸克級別,又會傷害到人體嗎?我們從上文中了解到,刀片破壞了肌肉纖維的組織,組成這些纖維的是細胞,而細胞則有各種有機分子構成,分子以下則是原子,能將這些從原子到分子到細胞再到組織與器官結合起來的是電磁力!

飛刃切割審判日號

所以刀鋒傷害人體,最終的微觀是電磁力相互作用了,我們知道原子之間,或者電子之間,到內部原子核之間都存在著電磁力,只是電子和原子核之間是相互接近的吸引力,而原子核之間的是斥力,因為都帶正電!

但原子核之間還有相互結合的強作用力,它在原子核的尺度上遠大於斥力,所以原子核緊緊的結合在一起,原子核內部又有中子和質子構成,這些重子則有更夸克構成,中子和質子只是上下夸克結構差異而已!

一條夸克構成的細絲,其實由於夸克緊閉,夸克無法單獨構成細絲,而且帶色荷的夸克被限制和其它夸克在一起(兩個或三個組成一個粒子),使得總色荷為零。而且夸克之間的作用力隨著距離的增加而增加,因此而不能發現單獨存在的夸克。

假設這條夸克細絲存在,那麼它的直徑遠小於質子,兩個上夸克+一個下夸克構成了質子,其中夸克只佔質子質量很小的一部分,那麼質子的質量哪裡來?來自與夸克之間的結合能,因此當原子核聚變時,質子數量不變,但質量差產生了,這個虧損的質量就來自於夸克間的結合能。

遠小於質子的夸克細絲它無法破壞質子,這是因為夸克緊閉的存在!而強作用力存在也不可能讓質子之間相互分離,夸克與質子以上的電磁作用裡沒啥關係,所以這條細絲無論怎麼切割,又或者無論切割多少次,它對人體沒有影響,人體對它來說就像是空氣,或者它對人體來說就是一個無法感知的。

甚至這條夸克組成的細絲可以穿過地球,不過有一個問題,它還是會和夸克之間產生強作用力,所以它可能無法過地球,而中微子則可以,因為它只參與非常微弱的弱相互作用和引力相互作用,而中微子的質量極其微小,所以引力幾乎可以忽略!

人體每平方釐米的皮膚,每秒有超過650億個中微子穿透,人體已經被它轟擊成了篩子,但我們沒有任何感覺,而夸克細絲的影響可能比中微子要大那麼一些(它參與強相互作用),但仍然不會有任何問題。

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